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• Ocaña Villarreal Marx

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UNIVERSIDAD CATÓLICA LOS ÁNGELES DE CHIMBOTE -CEDE HUARAZ

1 ESTATICA – ING. CIVIL

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Tabla de contenido I. ANALISIS ESTRUCTURAL .................................................................................................................. 3 Objetivo ........................................................................................................................................... 3 Conceptos del análisis estructural .................................................................................................. 3 1. ESTRUCTURA ............................................................................................................................... 4 TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES ............................................................................................ 5 ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS.............................................................................................. 7 Resumen. ........................................................................................................................................ 8 Referencias Bibliográficas ............................................................................................................... 9

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I. ANALISIS ESTRUCTURAL Objetivo El objetivo general del tema es lograr una clara comprensión y dominio de los principios básicos que fundamentan el análisis estructural, a fin de aplicar criteriosamente los métodos basados en el planteo de las condiciones de compatibilidad y equilibrio, incluyendo procedimientos aproximados para determinar esfuerzos y deformaciones generados en estructuras planas y espaciales conformadas por barras y sometidas a diversos tipos de solicitaciones.1.- Hibbeler R. (2004)

Conceptos del análisis estructural El análisis estructural es el proceso mediante el cual se determina la respuesta de una estructura a cargas o acciones especificadas. Esta respuesta generalmente se mide cuantificando las fuerzas internas y las deformaciones en toda la estructura. Podemos decir que la estructura debe cumplir: ❖ Debe soportar las cargas en condiciones seguras. ❖ Los requisitos de funcionalidad.

Se entiende por análisis de una estructura el proceso sistemático que concluye con el conocimiento de las características de su comportamiento bajo un cierto estado de cargas; se incluye, habitualmente, bajo la denominación genérica de estudio del comportamiento tanto el estudio del análisis de los estados tensional y deformacional alcanzados por los elementos y componentes físicos de la estructura como la obtención de conclusiones sobre la influencia recíproca con el medio ambiente o sobre sus condiciones de seguridad. Es pues el objetivo del análisis de una estructura la predicción de su comportamiento bajo las 3 ESTATICA – ING. CIVIL

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diferentes acciones para las que se postule o establezca que debe tener capacidad de respuesta. Análisis estructural se refiere al uso de las ecuaciones de la resistencia de materiales para encontrar los esfuerzos internos que actúan sobre una estructura resistente, como edificaciones o esqueletos resistentes de maquinaria.

1. ESTRUCTURA es un conjunto o serie de piezas o elementos interconectadas entre sí por nodos o uniones que les permite actuar como un conjunto (sistema estructural) para resistir la acción de unas cargas. Ejemplos: ❖ ❖ ❖ ❖ ❖

Puentes Edificios Torres Tanques Presas

1.1. ESTRUCTURAS SIMPLES Una estructura está compuesta de elementos delgados unidos entre sí por sus extremos. Ex: A. Estructuras planas ❖ Se usan para soportar techos y puentes ❖ La carga del techo se transmite a la estructura por una serie de tirantes o purlins (ganchos de vigueta, carril cruzado, correa).

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El análisis de las fuerzas en los miembros es 2D ❖ Similar a las estructuras de los techos, la de los puentes también es coplanar

TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES La combinación de elementos estructuras interconectados permite conformar un conjunto resistente. Se clasifican de acuerdo a su capacidad de resistir las acciones que sobre él se aplican: 1. Armaduras o cerchas

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2. Pórticos o Marcos Formados por la conexión de vigas y columnas. Las uniones generalmente son rígidas o articuladas. Su uso más común es como estructura resistente en edificios.

3. Cables y arcos

Cubren grandes distancias ❖ Los cables trabajan a tensión. Utilidad en cubiertas, cables para tirantes, etc. ❖ Los arcos están sometidos a compresión. Usados con mayor frecuencia para puentes.

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4. Estructuras superficiales Normalmente sometidas a tensión o compresión y muy poca flexión.

ACCIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS Sobre una estructura pueden actuar diferentes tipos de acciones exteriores cuya naturaleza puede condicionar el método de cálculo a seguir. Estas acciones son las siguientes.2.- Beer J. (2010) ❖ Acción gravitatoria: peso propio, carga permanente, sobrecargas (de uso, de nieve,etc.), movimientos forzados ❖ Acciones térmicas: flujo de calor por conducción, convección o radiación, transitorios térmicos etc. ❖ Acciones reológicas: retracción, fluencia. ❖ Acción del terreno: empujes activos, asientos. En el cálculo de estructuras generalmente se supone que las cargas actuantes varían lentamente alcanzando su valor final (valor de cálculo) en un periodo de tiempo lo suficientemente grande como para que la aceleración de un punto del sistema no genere fuerzas de inercia que hayan de tenerse en cuenta. Sin embargo, existen algunas acciones sobre las estructuras que por la velocidad con la que inciden dan lugar a la aparición de fuerzas de inercia que han de tenerse en cuenta en el equilibrio de fuerzas que, en cada instante, ha de existir en todos los puntos del sistema. Estas acciones son las siguientes: 7 ESTATICA – ING. CIVIL

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❖ ❖ ❖ ❖ ❖

Vibraciones Viento Sismos Impactos Ondas de explosiones

La respuesta de la estructura a estas acciones variables con el tiempo depende, obviamente, del tiempo pero su respuesta es, en general, de tipo transitorio es decir que la vibración desaparece ("se amortigua") con el tiempo.

Resumen. se considera el sólido como un sistema conservativo de forma tal que el trabajo de deformación depende solo del estado inicial y del final y no de los estados intermedios, empleándose toda la energía suministrada en deformar el sólido. La aparición de grandes deformaciones o de fenómenos de inestabilidad o el comportamiento no lineal del material precisan de un tratamiento no lineal. La definición de un modelo de un sólido requiere la selección de un conjunto representativo de grados de libertad, entendiendo por tal "componente del movimiento de un sólido o sistema de sólidos que forma parte de la definición de su posición en el espacio en un instante dado y bajo un conjunto de acciones dado "El sólido real es un continuo con infinitos g.d.l. y el modelo es un sistema discreto con un número finito de grados de libertad.

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Referencias Bibliográficas 1.-Hibbeler R. (2004) – Mecánica para ingenieros. 2.-Beer J. (2010) – Mecánica para ingenieros.

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